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1、(10)申请公布号 CN 102477214 A (43)申请公布日 2012.05.30 CN 102477214 A *CN102477214A* (21)申请号 201010556579.1 (22)申请日 2010.11.23 C08L 67/02(2006.01) C08L 51/06(2006.01) C08K 13/02(2006.01) C08K 3/34(2006.01) B29B 9/06(2006.01) B29C 47/92(2006.01) (71)申请人 上海锦湖日丽塑料有限公司 地址 201107 上海市闵行区华漕镇纪高路 1399 号 (72)发明人 李强 许本。
2、刚 丁宗勤 罗明华 辛敏琦 (74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 31225 代理人 林君如 (54) 发明名称 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物及其 制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种包含回收矿渣的热塑性聚酯 组合物及其制备方法， 包括以下组分及重量份含 量 ： 热塑性聚酯 28-93、 铁矿渣 5-50、 矿渣高分子 载体 2-22、 助剂 0-1， 矿渣与矿渣高分子载体混合 后置于密炼机中搅拌混合得到矿渣母粒， 热塑性 聚酯和助剂按配比置于高速混合机中搅拌混合均 匀， 由主喂料口送入双螺杆挤出机， 矿渣母粒自侧 喂料口加入双螺杆挤出机， 挤出切粒， 得到产品。 本。
3、发明制备得到的组合物具备热塑性， 可再次回 收利用资源， 具有优异的物理性能， 可应用于在车 灯饰圈、 卫浴产品等部件上， 并且解决了挤出造成 过程中矿渣与聚酯材料的结合力不良， 导致材料 产生宏观分相和矿渣分散不均的缺点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 1/2 页 2 1. 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物， 其特征在于， 该组合物包括以下组分及重 量份含量 ： 热塑性聚酯 28-93 ； 铁矿渣 5-50 ； 矿渣高分子载体 2-22 ； 助剂 0-1。 2. 根。
4、据权利要求 1 所述的一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物， 其特征在于， 所述 的热塑性聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯， 相对密度为1.291.35g/cm3， 特性粘度为0.5 2.0dL/g， 端羧基浓度为 0.1 55meq/kg。 3. 根据权利要求 2 所述的一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物， 其特征在于， 所述 的聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度优选 0.8-1.3dL/g， 端羧基浓度优选 5 15meq/kg。 4. 根据权利要求 1 所述的一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物， 其特征在于， 所述 的铁矿渣为高炉铁矿渣。 5. 根据权利要求 1 所述的一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组。
5、合物， 其特征在于， 所述 的矿渣高分子载体为聚丙烯腈 - 苯乙烯接枝甲基丙稀缩水甘油酯， 聚丙烯腈 - 苯乙烯的重 均分子量为 20000-50000， 甲基丙稀缩水甘油酯的接枝含量为 1-10wt。 6. 根据权利要求 5 所述的一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物， 其特征在于， 所述 的聚丙烯腈 - 苯乙烯的重均分子量优选 20000-35000， 甲基丙稀缩水甘油酯的接枝含量优 选 2-8wt。 7. 根据权利要求 1 所述的一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物， 其特征在于， 所述 的助剂选自 UV 稳定剂、 抗氧化剂、 冲击改性剂、 脱模剂或颜料中的一种或几种。 8. 根据权利要求 。
6、7 所述的一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物， 其特征在于， 所述 的 UV 稳定剂包括市售的 TINUVIN234、 TINUVIN1577 或 TINUVIN326 ； 所述的抗氧化剂包括市 售的 IRGAFOS168、 IRGANOX1010 或 IRGANOX1076 ； 所述的冲击改性剂苯乙烯共聚物或甲基丙 烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯 ； 所述的脱模剂包括硅油或PETS ； 所述的颜料包括钛白粉、 金属 氧化物或金属颜料。 9. 一种如权利要求 1 所述的包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物的制备方法， 其特征在 于， 该方法包括以下步骤 ： (1) 按照以下组分及重量份含量备料 ： 热塑性。
7、聚酯 28-93、 铁矿渣 5-50、 矿渣高分子载体 2-22、 助剂 0-1 ； (2) 将矿渣与矿渣高分子载体混合后置于密炼机中搅拌混合均匀， 控制密炼机温度为 180-250， 在密炼机制备得到矿渣母粒 ； (3) 将热塑性聚酯和助剂按配比置于高速混合机中搅拌混合均匀， 由主喂料口送入双 螺杆挤出机， 随后将矿渣母粒自侧喂料口加入双螺杆挤出机， 控制双螺杆挤出机长径比为 (20-90) 1， 各段螺杆温度为 200-350， 螺杆转速为 200-700rpm， 进行挤出切粒， 得到产 品。 权 利 要 求 书 CN 102477214 A 2 2/2 页 3 10. 根据权利要求 9 。
8、所述的一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物的制备方法， 其特 征在于， 所述的密炼机温度优选200-230， 双螺杆挤出机长径比为优选(32-45)1， 各段 螺杆温度优选 220-320， 螺杆转速优选 250-550rpm。 权 利 要 求 书 CN 102477214 A 3 1/5 页 4 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种回收利用型高分子组合物及其制备方法， 尤其是涉及一种包含回 收矿渣的热塑性聚酯组合物及其制备方法。 背景技术 0002 高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在高炉冶炼生铁时， 从高炉加 入的原料， 除了铁矿石和燃。
9、料 ( 焦炭 ) 外， 还要加入助熔剂。当炉温达到 1400 1600时， 助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。 高炉矿渣是由脉石、 灰分、 助熔剂和其他不 能进入生铁中的杂质组成的， 是一种易熔混合物。 从化学成分来看， 高炉矿渣是属于硅酸盐 质材料。由于炼铁原料品种和成分的变化以及操作工艺因素的影响， 矿渣的组成和性质也 不同。含 SiO2 多的矿渣为酸性矿渣， 含 Al2O3和 CaO 多的为碱性矿渣。碱性矿渣的活性比 酸性矿渣高。 0003 现有技术可将高炉矿渣加工成为渣碎石可代替天然砂石， 作为混凝土、 钢筋混凝 土以及 500 号以下预应力钢筋混凝土骨料 ； 也可将热熔矿渣可。
10、加工成多孔的膨胀矿渣， 经 破碎、 筛分后成为混凝土轻骨料 ； 或用压缩空气喷吹或高压蒸汽喷吹热熔矿渣流， 可制取矿 渣棉。作为保温、 吸音、 防火材料等用途 ( 参见专利 CN1401607， CN403400， CN1396136 及 CN1140152 等 )。以上技术均是将矿渣回收利用与无机材料中， 而回收于高分子材料中并未 提及， 且高分子材料经常使用无机矿物填充材料作为增强材料使用， 用量可观。 0004 CN100577593C 公开了一种由煤灰粉、 矿渣粉、 木屑、 竹纤维、 废塑料、 陶沙、 色料、 不 饱和聚酯树脂组成， 在模具内施加 2 个大气压和 60成型， 制备一种不。
11、易折断， 刚性强的轻 体建筑材料。 CN1663928A公开了一种由磷矿渣粉与不饱和聚酯树脂、 普通脲醛树脂， 在室温 条件下固化成为人造石。 以上公开技术虽与高分子材料结合， 但为固化成型， 限制了其加工 便利性、 不可回收再利用等问题。 发明内容 0005 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可再次回收利 用资源， 具有优异的物理性能的包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物及其制备方法。 0006 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现 ： 0007 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物， 其特征在于， 该组合物包括以下组分及 重量份含量 ： 0008 热塑性聚酯 28-93 ；。
12、 0009 铁矿渣 5-50 ； 0010 矿渣高分子载体 2-22 ； 0011 助剂 0-1。 0012 所述的热塑性聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯， 相对密度为1.291.35g/cm3， 特性 粘度为 0.5 2.0dL/g， 端羧基浓度为 0.1 55meq/kg。 说 明 书 CN 102477214 A 4 2/5 页 5 0013 所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度优选 0.8-1.3dL/g， 端羧基浓度优选 5 15meq/kg。 0014 所述的铁矿渣为高炉铁矿渣。 0015 所述的矿渣高分子载体为聚丙烯腈 - 苯乙烯接枝甲基丙稀缩水甘油酯， 聚丙烯 腈 - 苯乙烯的重均分。
13、子量为 20000-50000， 甲基丙稀缩水甘油酯的接枝含量为 1-10wt。 0016 所述的聚丙烯腈 - 苯乙烯的重均分子量优选 20000-35000， 甲基丙稀缩水甘油酯 的接枝含量优选 2-8wt。 0017 所述的助剂选自 UV 稳定剂、 热稳定剂、 抗氧化剂、 冲击改性剂、 脱模剂或颜料中的 一种或几种。 0018 所述的 UV 稳定剂包括市售的 TINUVIN234、 TINUVIN1577 或 TINUVIN326。 0019 所述的抗氧化剂包括市售的 IRGAFOS168、 IRGANOX1010 或 IRGANOX1076。 0020 所述的冲击改性剂苯乙烯共聚物或甲基。
14、丙烯酸甲酯 - 丁二烯 - 苯乙烯。 0021 所述的脱模剂包括硅油或 PETS。 0022 所述的颜料包括钛白粉、 金属氧化物或金属颜料。 0023 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物的制备方法， 其特征在于， 该方法包括以 下步骤 ： 0024 (1) 按照以下组分及重量份含量备料 ： 0025 热塑性聚酯 28-93、 0026 铁矿渣 5-50、 0027 矿渣高分子载体 2-22、 0028 助剂 0-1 ； 0029 (2) 将矿渣与矿渣高分子载体混合后置于密炼机中搅拌混合均匀， 控制密炼机温 度为 180-250， 在密炼机制备得到矿渣母粒 ； 0030 (3) 将热塑性聚酯和助。
15、剂按配比置于高速混合机中搅拌混合均匀， 由主喂料口送 入双螺杆挤出机， 随后将矿渣母粒自侧喂料口加入双螺杆挤出机， 控制双螺杆挤出机长径 比为 (20-90) 1， 各段螺杆温度为 200-350， 螺杆转速为 200-700rpm， 进行挤出切粒， 得 到产品。 0031 所述的密炼机温度优选 200-230， 双螺杆挤出机长径比为优选 (32-45) 1， 各 段螺杆温度优选 220-320， 螺杆转速优选 250-550rpm。 0032 与现有技术相比， 本发明制备得到的组合物具备热塑性， 可再次回收利用资源， 具 有优异的物理性能， 可应用于在车灯饰圈、 卫浴产品等部件上， 并且解决。
16、了挤出造成过程中 矿渣与聚酯材料的结合力不良， 导致材料产生宏观分相和矿渣分散不均的缺点。 具体实施方式 0033 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 0034 实施例 1-8 0035 一种回收利用矿渣的热塑性聚酯组合物及其制备方法， 该方法包括以下步骤 ： 0036 (1) 按照以下组分备料 ： 0037 聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) ： PBT-1， CCP PBT 1100M( 1.0)、 PBT-2， CCP PBT 说 明 书 CN 102477214 A 5 3/5 页 6 1100-211XG( 1.3)、 PBT-3， CCP PBT 1200M( 0.82) ； 。
17、0038 铁矿渣 ： 上海宝钢集团提供 ； 0039 矿渣高分子载体 ： 上海日之升精细化工 SAG-002(AS-GMA GMA 含量为 2 Wt)， SAG-005(AS-GMA GMA 含量为 5 Wt) ； 0040 滑石粉 ： 2000 目滑石粉 ； 0041 其它助剂 Additive ： IRGANOX1010 IRGAFOS168 2 3( 重量比 ) 复配混合物 ； 各组分含量如表 1 所示。 0042 (2) 将矿渣与矿渣高分子载体按照重量比 7/3 配比， 置于高速混合机中搅拌混合 均匀， 在 220密炼机中制备矿渣母粒 ； 0043 将热塑性聚酯和助剂按配比置于高速混合。
18、机中搅拌混合均匀， 由主喂料送入双螺 杆挤出机， 随后矿渣母粒侧喂加入挤出机， 控制双螺杆挤出机长径比为 32 1， 各段螺杆 温度为 200、 210、 220、 230、 240、 245、 245、 245、 245、 240， 螺杆转速为 250rpm， 挤出切粒， 得到产品。 0044 表 1 0045 配方 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 PBT-1 80 / / 92.9 / / / / PBT-2 / 90 / / 85.7 57.1 / / PBT-3 / / 70 / / / 42.9 28.6 铁矿渣 / 10 30 5 1。
19、0 30 40 50 SAG-002 / / / 2.1 4.3 / / 21.4 SAG-005 / / / / / 12.9 17.1 / 滑石粉 20 / / / / / / / 助剂 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0046 弯曲模量评价 ： 0047 按照 ASTM D790， 1.3mm/min 速度 ； 0048 无缺口冲击性能评价 ； 0049 按照 ASTM D265， 3.2mm 样条厚度， 5.5J 摆锤 ； 0050 熔融指数 (MI) 评价 ： 0051 按照 ASTM D1234 在 250温度下， 2.16Kg 负荷条件下， 测试熔。
20、融指数。 0052 对上述实施例得到的产品性能进行测试， 测试结果如表 2 所示。 0053 表 2 0054 说 明 书 CN 102477214 A 6 4/5 页 7 0055 以上数据发现， 实施例保持了较高弯曲模量和韧性的同时， 材料的降解也得到了 控制。 0056 实施例 9 0057 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物的制备方法， 该方法包括以下步骤 ： 0058 (1) 按照以下组分及重量份含量备料 ： 热塑性聚酯 28kg、 高炉铁矿渣 5kg、 矿渣高 分子载体 2kg， 其中热塑性聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯， 相对密度为 1.29g/cm3， 特性粘度 为 0.5dL/g。
21、， 端羧基浓度为 0.1meq/kg， 矿渣高分子载体为聚丙烯腈 - 苯乙烯接枝甲基丙稀 缩水甘油酯， 聚丙烯腈 - 苯乙烯的重均分子量为 20000， 甲基丙稀缩水甘油酯的接枝含量为 1wt ； 0059 (2) 将矿渣与矿渣高分子载体混合后置于密炼机中搅拌混合均匀， 控制密炼机温 度为 180， 在密炼机制备得到矿渣母粒 ； 0060 (3) 将热塑性聚酯按配比置于高速混合机中搅拌混合均匀， 由主喂料口送入双 螺杆挤出机， 随后将矿渣母粒自侧喂料口加入双螺杆挤出机， 控制双螺杆挤出机长径比为 20 1， 各段螺杆温度为 200、 210、 220、 230、 240、 245、 245、 。
22、245、 245、 240， 螺杆转速为 200rpm， 进行挤出切粒， 得到产品。 0061 实施例 10 0062 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物的制备方法， 包括以下步骤 ： 0063 (1) 按照以下组分及重量份含量备料 ： 热塑性聚酯 40kg、 高炉铁矿渣 25kg、 矿渣高 分子载体 12kg， 助剂 0.5kg， 其中热塑性聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯， 相对密度为 1.3g/ cm3， 特性粘度为 0.8dL/g， 端羧基浓度为 5meq/kg， 矿渣高分子载体为聚丙烯腈 - 苯乙烯接 枝甲基丙稀缩水甘油酯， 聚丙烯腈 - 苯乙烯的重均分子量为 35000， 甲基丙稀缩水甘。
23、油酯的 接枝含量为 2wt， 助剂为 UV 稳定剂和抗氧剂 168 的混合物 ； 0064 (2) 将矿渣与矿渣高分子载体混合后置于密炼机中搅拌混合均匀， 控制密炼机温 度为 200， 在密炼机制备得到矿渣母粒 ； 0065 (3) 将热塑性聚酯和助剂按配比置于高速混合机中搅拌混合均匀， 由主喂料口 送入双螺杆挤出机， 随后将矿渣母粒自侧喂料口加入双螺杆挤出机， 控制双螺杆挤出机长 径比为 32 1， 各段螺杆温度为 200、 210、 220、 220、 230、 220、 210、 210、 200、 200， 螺杆转速为 250rpm， 进行挤出切粒， 得到产品。 0066 实施例 11。
24、 0067 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物的制备方法， 包括以下步骤 ： 说 明 书 CN 102477214 A 7 5/5 页 8 0068 (1) 按照以下组分及重量份含量备料 ： 热塑性聚酯 60kg、 高炉铁矿渣 40kg、 矿渣 高分子载体 20kg， 助剂 1kg， 其中热塑性聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯， 相对密度为 1.32g/ cm3， 特性粘度为 1.3dL/g， 端羧基浓度为 15meq/kg， 矿渣高分子载体为聚丙烯腈 - 苯乙烯接 枝甲基丙稀缩水甘油酯， 聚丙烯腈 - 苯乙烯的重均分子量为 35000， 甲基丙稀缩水甘油酯的 接枝含量为 8wt， 助剂为抗氧剂 1。
25、076 ； 0069 (2) 将矿渣与矿渣高分子载体混合后置于密炼机中搅拌混合均匀， 控制密炼机温 度为 230， 在密炼机制备得到矿渣母粒 ； 0070 (3) 将热塑性聚酯和助剂按配比置于高速混合机中搅拌混合均匀， 由主喂料口 送入双螺杆挤出机， 随后将矿渣母粒自侧喂料口加入双螺杆挤出机， 控制双螺杆挤出机长 径比为 45 1， 各段螺杆温度为 280、 290、 320、 320、 350、 330、 320、 310、 300、 300， 螺杆转速为 550rpm， 进行挤出切粒， 得到产品。 0071 实施例 12 0072 一种包含回收矿渣的热塑性聚酯组合物的制备方法， 包括以下步。
26、骤 ： 0073 (1) 按照以下组分及重量份含量备料 ： 热塑性聚酯 93kg、 高炉铁矿渣 50kg、 矿渣 高分子载体 22kg， 助剂 1kg， 其中热塑性聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯， 相对密度为 1.35g/ cm3， 特性粘度为 2.0dL/g， 端羧基浓度为 55meq/kg， 矿渣高分子载体为聚丙烯腈 - 苯乙烯接 枝甲基丙稀缩水甘油酯， 聚丙烯腈 - 苯乙烯的重均分子量为 50000， 甲基丙稀缩水甘油酯的 接枝含量为 10wt， 助剂为抗氧剂 1076、 冲击改性剂和钛白粉的混合物 ； 0074 (2) 将矿渣与矿渣高分子载体混合后置于密炼机中搅拌混合均匀， 控制密炼机温 。
27、度为 250， 在密炼机制备得到矿渣母粒 ； 0075 (3) 将热塑性聚酯和助剂按配比置于高速混合机中搅拌混合均匀， 由主喂料口 送入双螺杆挤出机， 随后将矿渣母粒自侧喂料口加入双螺杆挤出机， 控制双螺杆挤出机长 径比为 90 1， 各段螺杆温度为 250、 270、 300、 320、 320、 320、 310、 310、 300、 300， 螺杆转速为 700rpm， 进行挤出切粒， 得到产品。 0076 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。 本行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界 定。 说 明 书 CN 102477214 A 8 。